2022届高考生物一轮复习第6单元遗传的分子基础第3讲基因的表达教案新人教版必修2

1、第3讲基因的表达1.遗传信息的转录和翻译()2.基因与性状的关系()1.结合dna双螺旋结构模型，阐明dna分子转录、翻译的过程(生命观念)2.运用中心法则，阐明dna分子上的遗传信息通过rna指导蛋白质合成的过程(科学思维)3.结合实例分析基因表达的异常情况(社会责任)考点一遗传信息的转录和翻译1rna的结构和种类(1)基本单位：核糖核苷酸。(2)组成成分：(3)结构：一般是单链，长度比dna短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。(4)种类及功能：(5)dna与rna的区别：物质组成结构特点五碳糖特有碱基dna脱氧核糖t(胸腺嘧啶)一般是双链rna核糖u(尿嘧啶)通常是单链2.遗传信息的转录

2、(1)概念：以dna的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成rna的过程。(2)转录过程(见图)：3遗传信息的翻译(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mrna为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。(2)密码子概念：mrna上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子。种类：64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，终止密码子有3种。密码子的统一性：地球上几乎所有的生物体共用一套遗传密码。密码子的统一性说明了各种生物都有一定的亲缘关系。密码子的简并性：多种密码子编码同一种氨基酸的现象。密码子简并性的意义：一方面增强了容错性，减少蛋白质或性状的差错，另一方面有利于提高翻译

3、的效率。(3)翻译过程总结：翻译需要的6个条件：模板(mrna)、原料(20种氨基酸)、能量(atp)、酶、 trna、核糖体。(人教版必修2 p67图改编)(1)图中a、b、c依次为何种物质或结构？图中显示a、b间存在何种数量关系？其意义何在？(2)图示翻译方向是ab还是ba，判断依据是什么？(3)图中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？提示：(1)a是mrna，b是核糖体，c是肽链。图示表明一个mrna分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是少量的mrna分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。(2)由c中三条链越往b侧越延长，可确认翻译方向是ab。(3)图中c所指的

4、三条链的模板相同(均为a)，故其氨基酸序列均相同。1trna分子中的部分碱基两两配对形成氢键。()2细菌的一个基因转录时两条dna链可同时作为模板，提高转录效率。()提示：基因进行转录时是以dna的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成rna的。3一个含n个碱基的dna分子，转录的mrna分子的碱基数是n/2个。()提示：dna上可能有不具有遗传效应的片段，且基因会选择性表达，因此mrna分子的碱基数小于n/2个。4mrna上所含有的密码子均能在trna上找到相对应的反密码子。()提示：终止密码子无对应的反密码子。5一种氨基酸只由一种trna转运。()提示：一种trna转运一种氨基酸，一种氨基

5、酸可以由一种或多种trna转运。6存在于叶绿体和线粒体中的dna都能进行复制、转录，进而翻译出蛋白质。()1真核细胞中控制某种蛋白质合成的基因刚转录出来的mrna含有900个碱基，而翻译后从核糖体上脱离下来的多肽链只由76个氨基酸组成，这说明了_。提示：刚转录出来的mrna需要加工2起始密码子aug决定甲硫氨酸，而蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸，原因是_。提示：翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉3原核生物的拟核基因表达速度往往比真核生物的核基因表达的速度要快很多，原因是_。提示：原核生物没有核膜，基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物有核膜，基因表达时先

6、完成转录，再完成翻译1dna复制、转录、翻译的比较(1)区别dna复制转录翻译时间有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核核糖体模板dna的两条链dna(或基因)的一条链mrna原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件模板(dna两条链)、原料(脱氧核糖核苷酸)、酶(解旋酶、dna聚合酶)、能量(atp)模板(dna或基因的一条链)、原料(核糖核苷酸)、酶(rna聚合酶)、能量(atp)模板(mrna)、原料(20种氨基酸)、能量(atp)、酶、trna、核糖体产物2个双链dna1个单链rna多肽链产物去向传递到两个子细胞或子代通过核孔进入

7、细胞质组成细胞结构蛋白或功能蛋白特点半保留复制边解旋边复制边解旋边转录，dna双链全保留一条mrna上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链碱基配对方式at，ta，gc，cgau，ta，gc，cgau，ua，gc，cg信息传递dnadnadnarnamrna蛋白质意义传递遗传信息表达遗传信息，使生物表现出各种性状(2)联系：2转录和翻译过程中相关数量的计算(1)相关数量关系：基因碱基数mrna碱基数氨基酸数631(忽略终止密码子)。(2)关注计算中“最多”和“最少”问题。mrna上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mrna上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mrna上的碱基数目

8、比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。dna上的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：基因或dna上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。不能忽略“最多”或“最少”等字(忽略终止密码子)：如mrna上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mrna指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。1油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(pep)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因a和基因b控制合成。甲乙(1)据图甲分析，写出提高油菜产油量的基本思路。(2)图乙表示基因b，链是转录链，经诱导链也能转录，诱导基因b的链转录后，提高了产油量，请解析原因。

9、提示：(1)抑制酶b合成(活性)，促进酶a合成(活性)。(2)基因b的链转录的mrna与链转录的mrna互补配对成双链rna，双链rna不能与核糖体结合，不能翻译成酶b，而酶a正常合成，因此生成油脂的量增多。2为了研究线粒体内rna聚合酶的合成，科学家采用溴化乙啶(能专一性抑制线粒体dna的转录)完成了下表实验。分组实验处理实验结果实验组用含溴化乙啶的培养基培养链孢霉链孢霉线粒体rna聚合酶含量很高对照组用不含溴化乙啶的培养基培养链孢霉链孢霉线粒体rna聚合酶含量正常从实验结果来看链孢霉线粒体内的rna聚合酶是由细胞核dna控制合成的还是线粒体dna控制合成？线粒体基因表达的产物对细胞核基因的

10、表达有没有影响？提示：由实验结果看出链孢霉线粒体内的rna聚合酶由细胞核dna控制合成，因为线粒体dna的转录被抑制后，链孢霉线粒体rna聚合酶含量很高。线粒体基因表达的产物对细胞核基因的表达有反馈作用，线粒体dna转录不被抑制时，链孢霉线粒体rna聚合酶含量正常。考查遗传信息的转录和翻译过程1(2020莆田市检测)下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是()a转录产生的mrna碱基序列与非模板链相同b细胞内所有的rna都在细胞核内合成c转录时rna聚合酶能识别dna中特定碱基序列d一个dna分子只能转录产生一种rna分子c转录产生的mrna碱基序列中有u，非模板链中有t，a项错误；线粒体和叶绿

11、体中也能合成rna，b项错误；转录时rna聚合酶能识别dna中特定碱基序列，c项正确；转录是以基因为单位的，因此一个dna分子能转录产生多种rna分子，d项错误。2(2020西安中学模拟)如图是蛋白质合成过程示意图，合成过程由5端开始，到3端结束。下列相关叙述错误的是()a是蛋白质的彻底水解产物之一b合成过程中，“肽链trna”由p位进入a位c与之间可能发生碱基互补配对d唾液腺细胞中的多于心肌细胞中的b表示氨基酸，是蛋白质彻底水解的产物之一，a正确；核糖体沿mrna分子从5端向3端移动一个密码子距离，使a位的“肽链trna”进入p位，b错误；表示密码子，表示反密码子，与之间可能发生碱基互补配对

12、，c正确；表示核糖体，唾液腺细胞要分泌唾液，细胞内的核糖体要多于心肌细胞中的，d正确。3(2020湖北部分重点中学模拟)某生物细胞中基因表达过程如图所示，下列相关叙述正确的是()a该过程可表示毛霉合成蛋白酶的过程b过程四个核糖体合成的蛋白质不同c过程中的酶能使dna碱基对间的氢键断裂d与过程相比，过程中特有“au”配对c根据图示分析可知，转录和翻译同时进行，可推测该过程发生在原核细胞中，而毛霉属于真核生物，a错误；过程四个核糖体利用的模板相同，因此合成的蛋白质相同，b错误；过程为转录，催化该过程的酶是rna聚合酶，当rna聚合酶与dna的某一部位结合时，dna片段的双螺旋解开，以其中的一条链为

13、模板，以游离的核糖核苷酸为原料完成转录，c正确；转录和翻译过程中都存在“au”配对，d错误。考查遗传信息、密码子和反密码子4(2020吉林调研)下列关于遗传信息、密码子、反密码子的叙述，正确的是()amrna上三个相邻的碱基，决定一个氨基酸，称为密码子b每一种密码子都与一种反密码子相互对应cdna上核糖核苷酸的排列顺序代表遗传信息d每个氨基酸都对应一种密码子a遗传密码是指mrna中决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，a正确；终止密码子不对应任何一种氨基酸，故不是每一种密码子都与一个反密码子相互对应，b错误；dna上脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，c错误；密码子具有简并性，一种氨基酸可以对应一种或

14、多种密码子，如甘氨酸对应的密码子有ggu、ggc、gga、ggg，d错误。5(2020北京101中学检测)下图表示蓝藻dna上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列说法正确的是()a分析题图可知链应为dna中的链bdna形成的过程发生的场所是细胞核c酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是aug、cuad图中与配对的过程在核糖体上进行d分析题图可知，转录的模板链(链)是链，a项错误；蓝藻是原核细胞，dna形成的过程发生的场所是拟核，b项错误；密码子是mrna上决定氨基酸的三个相邻的碱基，因此酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是uac、gau，c项错误； 图中与配对的过程发生在翻译过程中，在核糖体上进行，

15、d项正确。遗传信息、密码子与反密码子的关系结合信息考查基因的表达及调控6(2020成都诊断检测)真核生物基因中编码蛋白质的序列(外显子)被一些不编码蛋白质的序列(内含子)隔开。基因的模板链在转录过程中会将外显子与内含子都转录在一条前体mrna中，前体mrna中由内含子转录的片段被剪切后，再重新将其余片段拼接起来成为成熟的mrna。下列叙述错误的是()a前体mrna的合成过程需要rna聚合酶参与b基因的内含子中含有转录成终止密码子的片段c内含子发生碱基对的缺失可能不会导致性状改变d将模板链与成熟mrna结合可检测内含子的位置b前体mrna通过转录过程合成，而转录需要rna聚合酶的参与，a正确；前

16、体mrna中由内含子转录的片段会被剪切掉，因此基因的内含子中不含有转录成终止密码子的片段，b错误；前体mrna中由内含子转录的片段会被剪切掉，因此内含子发生碱基对的缺失可能不会导致性状改变，c正确；前体mrna中由内含子转录的片段会被剪切掉，因此将模板链与成熟mrna结合可检测内含子的位置，d正确。7(2020广东六校联考)许多基因的启动子内富含cg重复序列，若其中的部分胞嘧啶(c)被甲基化成为5甲基胞嘧啶，就会抑制基因的转录。下列与之相关的叙述中，正确的是()a在一条单链上相邻的c和g之间通过氢键连接b胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变c基因的表达水平与基因的甲基化程度无关d胞嘧啶甲基化会

17、阻碍rna聚合酶与启动子结合d在dna的一条单链上相邻的c和g之间通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖连接，a项错误；因为许多基因的启动子内富含cg重复序列，因此胞嘧啶甲基化导致基因的转录不能进行，不能合成蛋白质，b项错误；胞嘧啶甲基化影响基因的转录，阻碍rna聚合酶与启动子结合，因此影响基因的表达，c项错误，d项正确。考点二中心法则及基因对性状的控制1中心法则(1)提出者：克里克。(2)补充后的内容图解：dna的复制；转录；翻译；rna复制；逆转录。(3)请写出洋葱表皮细胞内遗传信息传递式：dnarna蛋白质。(4)请写出洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递式：。2基因控制性状的途径(1)直接控制途径方式

18、：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病等(2)间接控制途径方式：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状实例：a白化病致病机理图解b豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解3基因与性状的关系(1)一个基因一种性状(多数性状受单基因控制)(2)一个基因多种性状(如基因间相互作用)(3)多个基因一种性状(如身高、体重等)(4)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型也可能相同。(人教版必修2 p70)线粒体和叶绿体中的dna，都能够进行半自主自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，进而控制生物的性

19、状。线粒体和叶绿体中基因控制的性状只能通过母方遗传给后代，请解释原因。提示：受精时，精子的头部进入卵细胞中，受精卵中的细胞质基因几乎全部来自卵细胞。1hiv中能完成逆转录过程。()提示：hiv感染人体细胞，在细胞内完成逆转录过程。2豌豆粒形的形成机理体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。()提示：豌豆粒形的形成机理体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状。3白化病是酪氨酸酶活性降低造成的。()提示：白化病是病人体内不能合成酪氨酸酶造成的。4某些性状由多个基因共同决定，有的基因可能影响多个性状。()5两个个体的身高相同，二者的基因型可能相同，也可能不同。(

20、)6淀粉分支酶基因中插入一段外来dna，属于基因重组。()提示：基因中插入一段外来dna，使基因结构发生改变，属于基因突变。1在寒冷水域和温暖水域中生活的章鱼，二者k通道的基因序列相同，但在相同强度的刺激下，k通道灵敏度有很大差异，这一现象说明_。提示：生物的性状是基因与环境共同作用的结果2端粒酶由rna和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的rna为模板合成端粒dna的一条链。由此可推知发生了怎样的生理过程？其中端粒酶中的蛋白质起着怎样的作用？_。提示：发生了逆转录过程，端粒酶中的蛋白质为逆转录酶，起着催化以rna为模板合成dna的作用不同细胞或生物的中心法则(1)能分裂的细胞及噬菌体等d

21、na病毒的中心法则：(2)烟草花叶病毒等大部分rna病毒的中心法则：(3)hiv等逆转录病毒的中心法则：(4)不能分裂的细胞的中心法则：在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。dnmt3蛋白是dnmt3基因表达的一种dna甲基化转移酶，能使dna某些区域添加甲基基团(如图所示)，dna被甲基化后会干扰rna聚合酶的识别。敲除dnmt3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。据此研究解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因。提示：蜜蜂的幼虫以花粉和花蜜为食，dnmt3基因表达的一种dna甲基化转移酶，造成一些基因被甲基化而不能表

22、达，发育成工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，使dnmt3基因不表达，一些基因正常表达而发育成蜂王。考查中心法则1(2020顺义区统考)新型冠状病毒具有很强的传染力，其遗传物质为“rna”，繁殖过程如图。与大肠杆菌相比，下列相关叙述正确的是()a完成遗传物质的复制均需rna聚合酶b遗传物质复制过程中所需的原料相同c蛋白质的合成均需要宿主细胞的核糖体d遗传物质复制均遵循碱基互补配对原则d识图分析可知，图中新型冠状病毒遗传物质的复制需要rna聚合酶，而大肠杆菌细胞内的遗传物质是dna，复制过程需要解旋酶和dna聚合酶，a错误；病毒的遗传物质是rna，复制时需要的原料为四种核糖核苷酸，而大肠杆菌细胞内的遗

23、传物质是dna，复制时所需原料为四种脱氧核苷酸，b错误；病毒的蛋白质的合成需要在宿主细胞的核糖体上进行，而大肠杆菌细胞内具有自己的核糖体结构，c错误；无论是rna还是dna的复制，其过程均遵循碱基互补配对原则，d正确。2结合下列图表进行分析，下列有关说法正确的是()抗菌药物抗菌机理青霉素抑制细菌细胞壁的合成环丙沙星抑制细菌dna解旋酶的活性(可促进dna螺旋化)红霉素能与核糖体结合利福平抑制rna聚合酶的活性a环丙沙星和红霉素可分别抑制细菌的和过程b青霉素和利福平能抑制dna的复制c结核杆菌的和过程都发生在细胞质中d过程可发生在人体健康细胞中a图示中过程依次是dna的复制、转录、翻译、rna的

24、复制和逆转录过程。环丙沙星能抑制细菌dna的解旋过程，从而影响dna的复制或转录；红霉素与核糖体结合，影响翻译过程，a正确。细菌细胞壁的主要成分是由糖类和多肽结合而成的化合物，青霉素抑制细菌细胞壁的合成，其抑制作用与dna复制无关；利福平抑制rna聚合酶的活性，即抑制转录过程，b错误。结核杆菌为细菌，体内不能发生rna的复制和逆转录过程，c错误。人体健康的细胞中不能发生rna的复制和逆转录过程，d错误。“三看法”判断中心法则各过程考查基因对性状的控制3下列关于基因、蛋白质与性状的关系，叙述错误的是()a基因与性状之间是一一对应关系b某些蛋白质的结构不同，直接体现的生物性状也不同c基因可通过控制

25、酶的合成控制生物性状d生物性状是基因、蛋白质、环境相互作用调控的结果a基因与基因之间、基因与基因产物之间、基因与环境之间存在着复杂的作用关系，基因与性状之间不是一一对应关系。4(2020广东六校联考)长翅果蝇幼虫正常的培养温度为25 ，将孵化后47天的长翅果蝇幼虫放在3537 的环境中处理624小时后，得到了一些残翅果蝇，这些残翅果蝇在25 下产生的后代仍是长翅果蝇。下列相关叙述错误的是()a环境条件的改变可以引起生物性状的改变b控制果蝇翅型基因的表达受温度影响c果蝇翅的发育可能与某种酶有关d本实验中残翅果蝇的产生是基因突变的结果d生物的性状是基因型和环境共同作用的结果，根据题目信息，长翅果蝇

26、发生的变异是环境影响的结果。环境温度影响酶的活性，进一步影响了基因的表达，遗传物质没有发生变化。1.转录的产物不只是mrna，还有trna、rrna，但只有mrna携带遗传信息，3种rna都参与翻译过程，只是作用不同。2.翻译过程中mrna并不移动，而是核糖体沿着mrna移动，进而读取下一个密码子。3.并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。4.一种密码子只决定一种氨基酸，但一种氨基酸可对应一种或多种密码子。5.rna复制酶、逆转录酶均来自病毒自身，但是该酶起初应在寄主细胞核糖体上，由寄主细胞提供原料合成。1.rna与dna在化学组成上的区别：rna中含有核糖和尿嘧啶，dn

27、a中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。2.转录是以dna的一条链作为模板，主要发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。3.决定氨基酸的密码子位于mrna上，有61种，反密码子位于trna上。4.基因对性状的控制有两条途径：一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；二是基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状。真题体验| 感悟高考淬炼考能1(2020全国卷)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述，错误的是()a遗传信息可以从dna流向rna，也可以从rna流向蛋白质b细胞中以dna的一条单链为模板转录出的rna均可编码多肽c细胞中dna分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等d染色体

28、dna分子中的一条单链可以转录出不同的rna分子b在真核生物中，遗传信息可以从dna流向dna，也可以从dna流向rna，还可以从rna流向蛋白质，a项正确；细胞中以dna的一条单链为模板转录出的rna包括mrna、trna、rrna等，其中trna、rrna不能编码多肽，b项错误；基因是有遗传效应的dna片段，由于真核细胞中的dna分子中还存在非基因片段，故真核细胞中dna分子的碱基总数大于所有基因的碱基数之和，c项正确；基因在染色体上呈线性排列，一个dna分子上有许多个基因，转录是以基因为单位进行的，因此染色体dna分子中的一条单链可以转录出不同的rna分子，d项正确。2(2020全国卷)

29、细胞内有些trna分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(i)。含有i的反密码子在与mrna中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是()a一种反密码子可以识别不同的密码子b密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合ctrna分子由两条链组成，mrna分子由单链组成dmrna中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变c根据图像可知，反密码子cci可与mrna中的ggu、ggc、gga互补配对，说明一种反密码子可以识别不同的密码子，a项正确；密码子与反密码子的碱基互补配对，密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合，b项正确；trna分子和mrna分子都是单链结构，c

30、项错误；由于某些氨基酸可对应多种密码子，故mrna中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，d项正确。3(2019全国卷)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是uuu，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是()同位素标记的trna蛋白质合成所需的酶同位素标记的苯丙氨酸人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸除去了dna和mrna的细胞裂解液abcdc蛋白质合成需要mrna模板、游离的氨基酸、核糖体、trna以及相关酶等。人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸可作为合成多肽链的模板；要获得同位素标记的多肽链，需要使用同位素标记的氨基酸；除去了dna和mrna的细胞裂解液中含有核糖体、trna以及

31、相关酶等，所以c选项符合题意。4(2019海南高考)下列与蛋白质、核酸相关的叙述，错误的是()a一个核糖体上可以同时合成多条多肽链 b一个蛋白质分子可以含有多个金属离子c一个mrna分子可以结合多个核糖体 d一个dna分子可以转录产生多个rna分子a一个核糖体上一次只能合成一条多肽链，a错误；一个蛋白质分子可以含有多个金属离子，如一个血红蛋白含有四个亚铁离子，b正确；一个mrna分子可以结合多个核糖体，合成多条多肽链，c正确；一个dna分子上含有多个基因，不同基因可以转录产生多个rna分子，d正确。5(2019海南高考)下列关于蛋白质合成的叙述错误的是()a蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束b携带肽链的trna会先后占据核糖